KR20100101459A - The surge tank having cooling and heating apparatus and controlling system thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 밀폐식 팽창탱크가 구비된 냉난방 장치 및 그 제어 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 팽창탱크 내에 존재하는 열매체가 순환 배관라인으로 환수될 때 발생하는 진동, 충격 등을 최소화하여 팽창탱크의 안전성을 증대시킬 수 있음은 물론, 산간 지역 등의 지역에도 설치가 가능하도록 원격 제어가 이루어지는 밀폐식 팽창탱크가 구비된 냉난방 장치 및 그 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heating and cooling device equipped with a closed expansion tank and a control system thereof. More specifically, it is possible to increase the safety of the expansion tank by minimizing the vibration and shock generated when the heat medium present in the expansion tank is returned to the circulation pipe line. It relates to a heating and cooling device equipped with a closed expansion tank in which control is performed and a control system thereof.
일반적으로, 냉난방 시스템은 소각장, 복합열병합발전에 의한 지역냉난방이 활성화되고 있다. 지역냉난방은 일개의 도시 또는 일정한 지역 내의 주거용, 상업용, 공공용 수용가에 집중된 열원시설(예를 들어, 열병합발전소)에서 그들이 필요로하는 냉난방, 급탕 및 냉방에 필요한 열을 개별의 열생산시설(유류, 가스보일러 등)을 갖추지 않고 집중화된 열원시설로부터 경제적으로 생산된 열을 배관망을 통하여 공급함으로써, 에너지를 효율적으로 관리할 수 있기 때문에 최소한의 에너지를 사용하여 최대의 효과를 가질 수 있는 것이다.In general, the district heating and cooling system is activated by incinerators, combined cycle cogeneration. In district heating and cooling, a heat source facility (eg cogeneration plant) concentrated in residential, commercial or public customers within a city or a certain area generates heat required for cooling, hot water supply, and air conditioning. By supplying heat produced economically from a centralized heat source facility through a pipe network without a gas boiler, energy can be managed efficiently, so it can have the maximum effect using the minimum energy.
이와 같은 냉난방 시스템은 열원시설에서 만들어진 지역냉난방 열매체를 보온이 양호한 배관망을 통해 수용가 열교환기실까지 공급한다. 열교환기실에 공급된 열매체는 별도의 수용가용 열교환기를 통하여 수용가의 내부 순환 열매체에 열을 전달한뒤, 다시 열원시설로 회수된다. 열교환기실에서 열을 전달받은 수용가 순환수는 각 세대 및 빌딩의 각층에 공급된다. This cooling and heating system supplies the district heating and heating medium produced in the heat source facility to the customer heat exchanger chamber through a well-maintained pipe network. The heat medium supplied to the heat exchanger chamber transfers heat to the internal circulation heat medium of the customer through a separate customer heat exchanger, and is then recovered to the heat source facility. The consumer circulating water, which receives heat from the heat exchanger chamber, is supplied to each floor of each household and building.
이러한, 지역냉난방을 위한 열매체로는 주로 물이 사용되는데, 지역냉난방의 특성상 물을 대체로 중고온(100℃ 이상)으로 가열하여 배관을 통하여 순환시키게 된다.As the heat medium for district heating and heating, water is mainly used. Due to the characteristics of district heating and heating, water is generally circulated through a pipe by heating water at a high or high temperature (over 100 ° C).
도 1은 종래 기술에 따른 밀폐식 팽창탱크가 구비된 순환식 냉난방 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a schematic view showing a circulating air conditioning system equipped with a hermetic expansion tank according to the prior art.
도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 순환식 냉난방 시스템은 열원시설(102)로부터 가열된 열매체가 순환 배관계(110)를 통하여 수용가의 냉난방기기(104) 또는 이웃하는 열교환기로 공급 및 회수되는 것으로서, 순환 배관계(110)의 일측으로부터 분기되어 팽창된 열매체를 일시 수용함과 동시에 열매체의 수축시 이를 재차 순환 배관계(110)로 환수시키는 팽창탱크(120), 이 팽창탱크(120)로 열매체가 유입되는 팽창관(122)에 설치되어 배관수 압력을 감압 변환시키는 압력변환수단(130), 열매체의 수축시 팽창탱크(120)로부터 순환 배관계(110)로 열매체가 유출되는 환수관(140)에 설치되어 열매체가 일방향으로만 흐를 수 있도록 방향을 제어하는 방향 제어수단(150) 및 팽창탱크(120)의 일측에 연결되어 팽창탱크(120) 내에 질소를 주입하는 질소공급부(160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown, the circulating air-conditioning system according to the prior art is that the heating medium heated from the heat source (102) is supplied and recovered to the customer's air-
여기서, 압력변환수단(130)은 압력유지밸브(132)와, 직렬로 연결 구성된 감압밸브(134) 및 전동밸브(136)가 서로 연결되게 구성되며, 특히 압력유지밸브(132)와 감압밸브(134) 및 전동밸브(136)는 일정한 압력차를 두고 병렬로 구성된다. Here, the pressure converting means 130 is configured such that the
또한, 방향 제어수단(150)은 팽창탱크(120)로부터 환수되는 열매체의 가압압력을 부여하는 환수펌프(152) 및 열매체를 일방향으로만 흐르도록 통제하는 체크밸브(154)로 이루어진다.In addition, the direction control means 150 is composed of a
한편, 최근 에너지의 효율적 이용과 절약의 관점에서 대규모 지역 냉난방 뿐만 아니라, 소규모 집단에너지 시스템(CES; Community Energy Supply System)이 활성화되고 있으며, 소각장 등의 자원회수시설에서 지역난방 또는 CES 와 연계하는 순환 배관계(110)와 같은 배관망을 설치하게 되는데, 이 순환 배관계(110)에 설치된 각종 밸브를 급속하게 열거나 닫을 때, 또는 펌프의 기동정지시나 정전에 의한 트립의 경우, 유량과 압력이 급격히 변화하게 되는 과도 현상(Transient Condition)이 발생하는 문제점이 있었다.On the other hand, from the viewpoint of efficient use and saving of energy, not only large-scale district heating and cooling, but also small community energy supply systems (CES) have been activated, and circulation linked to district heating or CES in resource recovery facilities such as incinerators. A pipe network such as the
이와 같은 과도 현상을 수충격 현상(Water Hammer)이라 한다. 이러한 수충격 현상의 결과로, 관로 내에서의 갑작스런 유동변화에 의한 압력파의 전파로 순환 배관계(110)의 형상에 따라 관내 압력이 물의 포화증기압 이하로 내려가서 증기(vapor)가 발생되고, 이어 재결합(Column Separation & Return)하는 과정에서 충격파로 인한 순환 배관계(110)의 붕괴 또는 파손이 발생하는 문제점이 있었다.This transient is called a water hammer. As a result of this water shock phenomenon, the pressure in the pipe is lowered below the saturated steam pressure of water and vapor is generated according to the shape of the
하지만, 전술한 종래 기술에 따른 냉난방 시스템은 통상적으로 사용되는 팽창탱크(120)에서 발생하는 과도 현상을 압력 변환수단(130) 및 방향 제어수단(150) 등을 통해서 해결하고는 있으나, 압력 변환수단(130)의 구성이 복잡하고 유사시 작업자가 수동으로 조절을 해야 하기 때문에 과도 현상을 제대로 대처하지 못하는 문제점이 있었다.However, the air-conditioning system according to the related art described above has solved the transient phenomenon occurring in the
또한, 과도 현상이 발생된다 하더라도 이를 경고할 수단 등이 구성되어 있지 않아 관로의 붕괴 또는 파손 등의 문제가 발생된 후 이를 대처해야만 하는 문제점이 있었다.In addition, even if a transient phenomenon occurs, there is a problem that must be coped with after a problem such as collapse or breakage of the pipe line is not configured to warn it.
즉, 종래 기술에 따른 냉난방 시스템은 과도 현상을 방지하기 위해 압력 변환수단(130) 및 방향 제어수단(150) 등을 구비하고는 있으나, 이 압력 변환수단(130) 및 방향 제어수단(150)의 구성이 매우 복잡하고, 과다하게 설치되기 때문에 팽창탱크(120)의 설치를 위한 설치 비용 등이 증가될 수밖에 없고, 설치 작업 시간 또한 장시간 소요될 수밖에 없으며, 과도 현상의 대처 능력 또란 현저하게 떨어지는 문제점이 있었다.That is, the air-conditioning system according to the prior art is provided with a pressure converting means 130 and a direction control means 150, etc. in order to prevent a transient phenomenon, but the pressure conversion means 130 and the direction control means 150 Since the configuration is very complex and excessively installed, the installation cost for the installation of the
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 팽창탱크의 압력 및 수위 등을 원격 제어를 통해 관리하도록 하여 산간 지역 등의 팽창탱크가 설치되기 다소 무리인 지역에도 설치 가능하도록 함으로써, 효율적인 에너지 관리 및 이용을 통한 에너지를 절약하는 데 그 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention manages the pressure and the water level of the expansion tank through a remote control, so that it can be installed even in an area where the expansion tank such as the mountainous area is somewhat unreasonable, through efficient energy management and use The purpose is to save energy.
또한, 본 발명은 팽창탱크와 순환 배관라인 사이에 압력 조절 배관라인 및 압력 조절수단을 구비하여 열매체가 순환 배관라인에서 팽창탱크로 공급될 때 발생하는 진동, 충격 등을 최소화하여 팽창탱크의 안전성 증대로 인한 팽창탱크의 신뢰도를 향상시키는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention includes a pressure control pipe line and a pressure control means between the expansion tank and the circulation pipe line to minimize the vibration, shock, etc. generated when the heat medium is supplied to the expansion tank in the circulation pipe line to increase the safety of the expansion tank. The purpose is to improve the reliability of the expansion tank.
또한, 본 발명은 팽창탱크 내부의 압력을 일정 압력으로 유지하기 위한 매개체로 열원시설 등에서 생산되는 고압 증기를 활용함으로써, 팽창탱크의 압력을 유지하기 위한 별도의 구성이 없어도 팽창탱크의 압력을 유지할 수 있으므로 팽창탱크의 설치 비용을 저감할 수 있으며, 열원시설 등에서 발생되는 고압의 증기를 활용할 수 있어 에너지를 절감하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention by using the high pressure steam produced in the heat source facilities as a medium for maintaining the pressure inside the expansion tank at a constant pressure, it is possible to maintain the pressure of the expansion tank even without a separate configuration for maintaining the pressure of the expansion tank. Therefore, it is possible to reduce the installation cost of the expansion tank, it is possible to utilize the high-pressure steam generated from the heat source facilities, and the purpose is to save energy.
본 발명은 열원시설과 냉난방 장치를 연결하며 순환펌프가 설치된 순환 배관라인, 상기 순환 배관라인의 분기관에 설치되는 압력 조절 배관라인의 단부에 설치되는 팽창탱크를 포함하는 밀폐식 팽창탱크가 구비된 순환식 냉난방 시스템에 있어 서, 상기 팽창탱크와 배관망을 통해 연결되어 이 팽창탱크의 압력을 유지시키기 위한 매개체를 공급하는 압력 유지장치; 상기 팽창탱크와 급수펌프와 보급밸브가 형성된 보급라인 및 회수밸브가 형성된 회수라인을 통해 각각 연결되며, 상기 급수펌프의 구동에 따라 상기 팽창탱크에 보급수를 공급하는 보급수 탱크; 상기 팽창탱크 내의 압력 및 상기 팽창탱크로 공급되는 상기 매개체의 압력을 감지하는 압력센서와 연동하여 상기 팽창탱크의 압력을 일정한 상태로 유지되도록 하는 압력 조절 제어부; 상기 팽창탱크 및 상기 보급수 탱크에 각각 설치되어 수위를 감지하는 수위 조절센서와 연동하여 상기 팽창탱크 및 상기 보급수 탱크의 수위를 적정 수위로 조절하는 수위 조절 제어부; 상기 압력 조절 제어부, 상기 수위 조절 제어부와 연동하여 상기 팽창탱크 내의 압력 및 수위, 상기 보급수 탱크 내의 수위 상태가 일정한 상태로 유지되도록 상기 압력 조절 제어부, 상기 수위 조절 제어부를 제어하는 통합 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐식 팽창탱크가 구비된 순환식 냉난방 시스템을 제공한다.The present invention is provided with a closed expansion tank connected to the heat source facility and the heating and cooling device, including a circulation pipe line installed with a circulation pump, an expansion tank installed at the end of the pressure control pipe line installed in the branch pipe of the circulation pipe line. In the circulation air-conditioning system, the pressure tank is connected to the expansion tank through a pipe network for supplying a medium for maintaining the pressure of the expansion tank; A replenishment tank connected to the expansion tank, a replenishment line having a feedwater pump and a replenishment valve, and a recuperative line having a retrieval valve, respectively, and supplying replenishment water to the expansion tank according to the operation of the feedwater pump; A pressure regulating control unit for maintaining the pressure of the expansion tank in a constant state in association with a pressure sensor detecting the pressure in the expansion tank and the pressure of the medium supplied to the expansion tank; A level control controller installed in the expansion tank and the replenishment water tank, respectively, to adjust the level of the expansion tank and the replenishment water tank to an appropriate level by interlocking with a level control sensor for detecting a level; And an integrated control unit for controlling the pressure control unit and the water level control unit so that the pressure and the water level in the expansion tank and the water level in the replenishment tank are maintained at a constant state in association with the pressure control unit and the water level control unit. It provides a circulating air-conditioning system equipped with a closed expansion tank.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 팽창탱크의 압력 및 수위 등을 원격 제어를 통해 관리하도록 하여 산간 지역 등의 팽창탱크가 설치되기 다소 무리인 지역에도 설치가 가능하도록 함으로써, 효율적인 에너지 관리 및 이용을 통한 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the pressure and the water level of the expansion tank can be managed by remote control, so that it can be installed even in an area where the expansion tank such as the mountainous area is somewhat unreasonable, thereby efficiently managing and using the energy. There is an effect to save energy through.
또한, 본 발명에 의하면, 팽창탱크와 순환 배관라인 사이에 압력 조절 배관 라인 및 압력 조절수단을 구비하여 열매체가 순환 배관라인에서 팽창탱크로 공급될 때 발생하는 진동, 충격 등을 최소화하여 팽창탱크의 안전성 증대로 인한 팽창탱크의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, by providing a pressure control pipe line and a pressure control means between the expansion tank and the circulation pipe line to minimize the vibration, shock, etc. generated when the heat medium is supplied to the expansion tank in the circulation pipe line of the expansion tank There is an effect of improving the reliability of the expansion tank due to increased safety.
또한, 본 발명은 팽창탱크 내부의 압력을 일정 압력으로 유지하기 위한 매개체로 열원시설 등에서 생산되는 고압 증기를 활용함으로써, 팽창탱크의 압력을 유지하기 위한 별도의 구성이 없어도 팽창탱크의 압력을 유지할 수 있으므로 팽창탱크의 설치 비용을 저감할 수 있으며, 열원시설 등에서 발생되는 고압의 증기를 활용할 수 있어 에너지 절감에 효과가 있다.In addition, the present invention by using the high pressure steam produced in the heat source facilities as a medium for maintaining the pressure inside the expansion tank at a constant pressure, it is possible to maintain the pressure of the expansion tank even without a separate configuration for maintaining the pressure of the expansion tank. Therefore, it is possible to reduce the installation cost of the expansion tank, it is possible to utilize the high-pressure steam generated in the heat source facilities, etc., it is effective in saving energy.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used to refer to the same elements even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀폐식 팽창탱크가 구비된 순환식 냉난방 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀폐식 팽창탱크가 구비된 순환식 냉난방 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력 조절수단를 개략적으로 나타낸 구성도이다.Figure 2 is a schematic view showing a circulating cooling and heating system with a closed expansion tank according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a circulation type with a closed expansion tank according to a preferred embodiment of the
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀폐식 팽창탱크가 구비된 순환식 냉난방 시스템은 순환수를 가열하는 열원시설(202)과 가열된 순환수를 통해 냉난방을 수행하는 냉난방 장치(204)를 연결하는 순환 배관라인(206), 이 순환 배관라인(206)과 연결하여 순환 배관라인(206)의 압력을 조절하는 팽창탱크(210), 팽창탱크(210) 내의 수위에 따라 보급수를 보급하는 보급수 탱크(240) 및 팽창탱크 내의 압력이 유지될 수 있도록 하는 매개체를 공급하는 압력 유지장치(250), 순환수 배관라인(208), 팽창탱크(210), 보급수 탱크(240) 등의 압력 혹은 수위 등을 체크하여 이를 조절하고, 이를 중앙 감시서버(430) 등의 외부에서 원격으로 감시 및 조절할 수 있도록 구성된 통합 제어부(260)를 포함하여 구성된다.As shown, the circulating air-conditioning system equipped with a closed expansion tank according to a preferred embodiment of the present invention is a
순환 배관라인(206)은 소각장, 지역냉난방을 위한 열병합발전소 등과 같은 열원시설(202)과 이 열원시설(202)로부터 가열된 순환수를 각종 지역 내의 건물 등에 설치된 냉난방 장치(204)에 배관망과 순환펌프(296)를 통해 공급하는 것으로서, 특히 순환 배관라인(206)은 분기관을 통해 압력 조절 배관라인(205)과 연결되며, 이 압력 조절 배관라인(205)의 단부에는 가열된 열매체 즉, 가열된 순환수의 팽창 압력을 조절하는 팽창탱크(210)와 연결된다.The
여기서, 팽창탱크(210)는 순환 배관라인(206)의 일면에 연결되는 분기관의 선단부측과 연결되어 순환 배관라인(206)의 팽창 압력을 조절하는 역할을 하는 것으로서, 열원시설(202)에서 가열된 열매체가 순환 배관라인(206)을 통해 순환될 때, 그 열에 의해 부피가 팽창하면서 발생하는 팽창 압력으로 인하여 순환 배관라인(206)은 적정 압력 이상으로 상승하게 되고, 이러한 경우에는 비압축성 유체인 열매체의 팽창 압력에 의해 순환 배관라인(206)이 일부 손상되거나, 파손될 우려가 있기 때문에 팽창된 열매체를 일시적으로 수용하여 순환 배관라인(206)의 압력을 조절하는 것이다.Here, the
여기서, 압력 조절 배관라인(205)은 팽창탱크(210)와 순환 배관라인(206) 사이에 구비되는 배관망으로서, 각종 건물 등의 수용가에서 가열된 순환수(열매체)의 열을 사용하거나, 열원시설(202)의 운전 감소 혹은 정지 등에 의해 순환수의 보급이 저하되면 가열된 순환수의 공급이 줄어 결국, 순환 배관라인(206) 내의 팽창 압력이 줄어들게 되므로 팽창탱크(210) 내에 임시 저장되어 있는 열매체를 압력 조절 배관라인(205)을 통해 환수시키는 것이다.Here, the pressure control pipe line 205 is a pipe network provided between the
즉, 열원시설(202)에 의해 가열된 순환수(열매체)가 순환 배관라인(206)을 통해 순환될 때, 열매체의 팽창 압력으로 인해 순환 배관라인(206)의 압력이 상승되면 압력 조절 배관라인(205)을 통해 팽창 탱크(210)로 유입되고, 순환 배관라인(206)의 배관 내 압력이 정상으로 회복되면 이 압력 조절 배관라인(205)을 통해 순환 배관라인(206)으로 열매체가 환수되는 것이다.That is, when the circulating water (heat medium) heated by the
이와 같은 팽창탱크(210)에는 팽창탱크(210)의 내부 압력을 유지하도록 하는 매개체를 공급하는 압력 유지장치(250) 및 공급수를 보급하는 보급수 탱크(240)와 연결된다.The
보급수 탱크(240)는 팽창탱크(210) 내의 수위가 허용 가능한 최소 한계치에 도달하거나, 이를 벗어나는 경우 팽창탱크(210) 내의 수위를 적정 한계치인 상태로 항시 유지될 수 있도록 급수펌프(242)가 구성된 보급라인(244)을 통해 팽창탱 크(210)와 연결되어 보급수를 보충한다. The
또한, 압력 유지장치(250)는 팽창탱크(210) 내의 압력을 적정 압력 상태를 유지할 수 있도록 팽창탱크(210)의 내부로 압력을 일정하게 유지시켜주는 매개체를 공급하는 장치로서, 팽창탱크(210) 내의 압력이 허용 압력의 최소 한계치를 벗어나면 압력 유지장치(250)에서 압력 유지 매개체를 팽창탱크(210) 내로 공급하여 팽창탱크(210)의 압력을 안정적인 허용 압력 상태로 유지하도록 하는 것이다.In addition, the
여기서, 팽창탱크(210) 내 압력을 유지시키기 위해 사용되는 매개체는 압축공기, 질소 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 열원시설(202) 등에서 순환수를 가열할 때 발생하는 고압 증기를 사용할 수도 있을 것이다.Here, the medium used to maintain the pressure in the
다시말해, 압축공기를 발생시키는 콤프레셔(Compressor) 혹은 질소가 발생되는 질소 발생기 등과 팽창탱크(210)를 연결하여 압축공기 혹은 질소를 공급함으로써, 팽창탱크(210)의 압력을 적정 상태로 유지할 수 있을 것이나, 본 발명에서는 열원시설(202)에서 열매체를 생성할 때 발생하는 고압의 증기가 팽창탱크(210)에 유입될 수 있도록 열원시설(202)과 연결되는 증기 공급부(230)를 구성함으로써, 매개체를 생성하기 위한 별도의 구성요소가 불필요하기 때문에 팽창탱크(210)가 설치된 순환식 냉난방 장치의 설비에 필요한 비용 등이 절감될 수 있으며, 열원시설(202)에서 발생하는 고압의 증기를 사용하기 때문에 에너지를 절감할 수 있게 된다.In other words, by supplying compressed air or nitrogen by connecting a compressor or a nitrogen generator generating nitrogen to the
또한, 팽창탱크(210)에는 팽창탱크(210) 내의 압력이 최대 허용 압력을 벗어난 경우, 공급된 고압 증기를 배출하기 위한 배출라인(212)이 별도로 구성되며 여 기서, 배출라인(212)에는 소정의 배관망과 배출밸브(214)가 구비됨이 바람직하다.In addition, when the pressure in the
이와 같은 본 발명의 밀폐식 팽창탱크(210)가 구비된 냉난방 장치는 압력센서(282)와 연동하여 팽창탱크(210) 내의 압력이 일정한 상태로 유지되도록 하는 압력 조절 제어부(280)와, 수위 조절센서(272)와 연동하여 수위 조절센서(272)에서 전송하는 수위의 상태를 확인하여 팽창탱크(210) 및 보급수 탱크(240) 내의 수위가 항시 적정 수준을 유지할 수 있도록 하는 수위 조절 제어부(270) 및 압력 조절 제어부(280) 및 수위 조절 제어부(270)와 연동하는 통합 제어부(260)를 포함하여 구성된다.The air-conditioning and heating device provided with the
여기서, 압력센서(282)는 팽창 탱크(210) 및 압력 유지장치(250)의 일면에 각각 설치되며, 이 팽창 탱크(210) 및 압력 유지장치(250)의 압력을 감지하여 감지된 데이터를 압력 조절 제어부(280)로 전송하고, 압력 조절 제어부(280)는 압력센서(282)에 의해 전송된 데이터에 따라 팽창탱크(210)의 압력 조절 혹은 압력 유지장치(250)의 기설정된 데이터값에 의해 작동 여부를 결정함과 동시에 이를 통합 제어부(260)로 전송하도록 한다.Here, the
즉, 팽창탱크(210)의 일면에 설치된 압력센서(282)가 이 팽창탱크(210) 내의 압력을 감지하여 감지된 데이터를 압력 조절 제어부(280)로 전송하고, 압력 조절 제어부(280)는 압력센서(282)에 의해 전송된 팽창탱크(210) 내의 압력에 대한 데이터와 기설정된 팽창탱크(210)의 압력 데이터와 비교 및 분석하여 통합 제어부(260)로 전송하면 통합 제어부(260)는 압력 유지장치(250)로부터 압력 유지 매개체(고압 증기)를 공급할 것인지, 배출라인(212)을 통해 배출할 것인지 등을 판단하여 매개 체의 공급시에는 압력 조절 제어부(280)로 공급밸브(252)의 작동 신호를, 매개체의 배출시에는 압력 조절 제어부(280)로 배출밸브(214)의 작동 신호를 전달한다.That is, the
또한, 압력 유지장치(250)에 형성된 압력센서(282)에 의해 팽창탱크(210) 내로 공급되는 매개체(고압증기)의 압력을 감지하여 팽창탱크(210) 내로 공급되는 매개체의 압력에 따라 시간당 공급되는 매개체의 공급량을 확인한 후, 이에 대한 데이터를 통합 제어부(260)로 전송한다.In addition, the
수위 조절센서(272)는 팽창탱크(210), 보급수 탱크(240)에 각각 설치되어 팽창탱크(210)의 수위가 적정 수준을 벗어나 최고 수위 지점까지 도달하게 되면 수위 조절센서(272)에서 이를 감지하여 수위 조절 제어부(270)에 이를 알리고, 수위 조절 제어부(270)는 수위 조절센서(272)로부터 제공받은 데이터에 따라 압력 조절 제어부(280)와 마찬가지로 회수밸브(248)를 구동시켜 회수라인(208)을 통해 팽창탱크(210) 내의 순환수를 회수하고, 팽창탱크(210) 내의 수위가 최저 수위 지점까지 도달하면 보급수 탱크(240)에 저장된 보급수를 급수펌프(242), 보급밸브(243) 및 보급라인(244)을 통해서 보급수를 공급하는 것이다.The water
통합 제어부(260)는 압력 조절 제어부(280) 및 수위 조절 제어부(270)에서 제공하는 각각의 데이터에 의해 순환펌프(296)와 급수펌프(242) 및 순환식 냉난방장치에 설치되어 있는 다수의 밸브에 대한 작동 여부를 판단하고, 이를 압력 조절 제어부(280) 혹은 수위 조절 제어부(270)로 전송한다.The
즉, 압력 조절 제어부(280)는 팽창탱크(210)의 일면에 설치된 압력센서(282)와 압력 유지장치(250)의 배관망에 설치되는 압력센서(282)로부터 각각의 압력의 세기에 대한 신호를 전송받아 이 신호에 대한 데이터와 기설정된 데이터(팽창탱크(210)의 압력, 수위, 공급되는 매개체의 적정 공급량 및 압력 등)와 비교 및 분석하여 현 상태를 파악한 후, 이를 통합 제어부(260)로 전송하여, 팽창탱크(210) 내의 압력 유지 매개체인 고압증기 등의 공급 혹은 배출 등을 결정하고, 이 통합 제어부(260)와 유무선 네트워크를 통해 연동하는 중앙 감시서버(430)에서 이를 확인 및 조절 가능토록 하는 것이다.That is, the
또한, 수위 조절 제어부(270)는 팽창탱크(210) 및 보급수 탱크(240) 내의 수위를 측정하여 현 수위의 상태를 측정하는 수위 조절센서(272)와 연동하여 수위 조절센서(272)에서 전송하는 수위의 상태를 확인하여 팽창탱크(210) 및 보급수 탱크(240) 내의 수위가 항시 적정 수준을 유지할 수 있도록 하는 것이다.In addition, the water
이와 같은 수위 조절 제어부(270)는 압력 조절 제어부(280)와 마찬가지로 팽창탱크(210) 및 보급수 탱크(240) 내의 수위에 대한 정보를 수위 조절센서(272)로부터 팽창탱크(210) 내 수위에 대한 데이터를 전송받고, 이 데이터를 비교 및 분석하여 보급수 탱크(240)와 연결된 급수펌프(242) 및 보급밸브(243)를 작동시키게 된다. 아울러, 보급수 탱크(240) 내의 보급수 상태 역시 파악하여 보급수 탱크(240) 내에 항시 적정 수준의 수위를 유지하도록 함과 동시에, 수위 조절센서(272)로부터 전송받은 신호를 통합 제어부(260)로 전송하게 된다.Like the
통합 제어부(260)는 전술한 바와 같이, 압력 조절 제어부(280) 및 수위 조절 제어부(270)와 연동하여 압력 조절 제어부(280) 및 수위 조절 제어부(270)에서 전송하는 팽창탱크(210) 내의 압력 및 수위, 보급수 탱크(240) 내의 수위 상태를 유 무선 네트워크를 통해 중앙 감시서버(430)로 전송함과 동시에 순환 배관라인(206)에서 순환되는 가열된 순환수가 더욱 빠르게 순환되도록 하는 순환펌프(296)와 보급수 탱크(240)에서 팽창탱크(210)로 보급수를 보충할 때 구동되는 급수펌프(242) 및 공급밸브(252), 배출밸브(214), 보급밸브(243), 회수밸브(248) 등 다수의 밸브에 대한 작동 여부를 판단한다.As described above, the
이러한 통합 제어부(260)는 압력 조절 제어부(280) 및 수위 조절 제어부(270)에서 전송된 각각의 압력 및 수위에 대한 정보가 기 설정된 최고압력 및 수위와 근사치 혹은 이보다 높은 압력 및 수위의 정보가 전송되거나, 최저압력 및 수위와 근사치 혹은 이보다 낮은 압력 및 수위의 정보가 전송되는 경우에는 이를 중앙 감시서버(430)로 전송함과 동시에 현장의 표시부(410) 및 경고음 발생부(420) 등을 통해 현장에 작업 중인 작업자에게 알림과 동시에 중앙 감시서버(430)에서 빠른 대처가 이루어지도록 함이 바람직하다.The
여기서, 표시부(410)는 통상적으로 사용되는 디스플레이 장치로서, 가장 안정적인 압력을 유지하는 기준 압력, 최고 허용 압력, 최저 허용 압력, 최고 압력 및 최저 압력 등의 정보를 표시함과 동시에 가장 안정적인 수위을 유지하는 기준 수위, 최고 허용 수위, 최저 허용 수위, 최고 수위 및 최저 수위 등의 정보를 표시하도록 한다.Here, the
한편, 중앙 감시서버(430)는 통합 제어부(260)와 유무선 네트워크를 통해 연결되어 있어서, 통합 제어부(260)에서 전송되는 데이터를 확인하여 이 데이터가 압력 조절 제어부(280)와 관련된 신호인지, 수위 조절 제어부(270)와 관련된 신호인 지를 파악한 후, 파악된 데이터를 분석하고, 제어가 필요한 구성요소의 데이터를 통합 제어부(260)로 전달함으로써, 압력 조절 제어부(280) 혹은 수위 조절 제어부(270) 중 제어가 필요한 구성요소를 제어하여 순환식 냉난방장치에 설치된 다수의 밸브를 개폐하도록 한다.On the other hand, the
예를들어, 중앙 감시서버(430)는 통합 제어부(260)에서 전송된 데이터가 팽창탱크(210)에 설치된 압력센서(282)에서 감지한 팽창탱크(210) 내의 압력이 최소 허용 범위에 도달하였다는 데이터라면, 중앙 감시서버(430)에서는 통합 제어부(260)로 압력 유지장치(250)와 팽창탱크(210)를 연결하는 배관망에 설치된 공급밸브(252)의 구동 명령을 전송하고, 통합 제어부(260)에서는 이 신호에 따라 공급밸브(252)를 작동시켜 팽창탱크(210)로 고압증기를 공급하도록 한다. For example, the
즉, 압력 조절 제어부(280) 및 수위 조절 제어부(270) 등은 기 설정된 조절값에 따라 고압증기의 공급 여부 및 보급수의 공급 여부 등을 결정하지만, 통합 제어부(260)에 의해 결정되는 경우에는 중앙 감시서버(430)에서 전송하는 신호에 따라 고압증기의 공급 여부 및 보급수의 공급 여부 등이 결정되는 것이다.That is, the
또한, 중앙 감시서버(430)는 통합 제어부(260)에서 제공하는 데이터를 확인하고, 확인된 데이터에 의해 현재 순환식 냉난방 장치의 상태를 파악할 수 있으며, 이 데이터에 의한 기본 설정값을 수정, 삭제, 보관, 저장 등이 이루어진다.In addition, the
이와 같이 구성된 본 발명의 냉난방 시스템에는 도 4에 도시된 바와 같이, 순환 배관라인(206)의 압력 조절 배관라인(205)에는 열매체가 유입될 때 발생하는 압력을 조절하는 압력 조절수단(220)이 구비되어 순환 배관라인(206)의 팽창 압력 을 조절하기 위해 팽창탱크(210)로 팽창된 순환수를 공급할 때 발생하는 과도 현상 즉, 수충격 현상을 최소화하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.In the cooling and heating system of the present invention configured as described above, as shown in FIG. 4, the pressure regulating means 220 for adjusting the pressure generated when the heat medium is introduced into the pressure regulating piping line 205 of the
여기서, 압력 조절수단(220)은 순환 배관라인(206)으로부터 공급되는 순환수의 압력을 조절하여 팽창탱크(210)로 공급되도록 하는 감압밸브(310), 감압밸브(310)의 전, 후방에 위치하며 감압밸브(310)의 수리 혹은 교체시 순환수가 감압밸브(310)측으로 이동되지 않도록 감압밸브(310)의 전, 후방을 일시 폐쇄하는 수동밸브(330) 및 감압밸브(310)의 무작동(수리 혹은 고장 등)에도 순환 배관라인(206)의 순환수를 팽창탱크(210)로 공급 가능하도록 하는 가변밸브(322)를 포함하여 구성된다.Here, the pressure regulating means 220 is a
여기서, 가변밸브(322)는 감압밸브(310)와 소정간격 이격되게 환수 배관라인(208)에 설치되되 감압밸브(310)와 병렬의 구성으로 설치되는 것이 바람직하다.Here, the
또한, 순환 배관라인(206)에는 이 순환 배관라인(206) 내의 팽창 압력을 측정하여 측정된 압력을 제어부(260)로 전송하여 감압밸브(310)의 개폐여부를 결정하도록 순환수 압력센서(350)가 구성됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.In addition, the
한편, 순환 배관라인(206)에 구성된 순환수 압력센서(350)는 순환 배관라인(206) 내의 팽창 압력을 측정하여 측정된 압력에 대한 신호를 통합 제어부(260)로 전송하고, 통합 제어부(260)는 전송받은 신호에 따라 감압밸브(310)의 개폐 여부를 결정하도록 함이 바람직하다.On the other hand, the circulation
이와 같이 구성된 본 발명의 밀폐식 팽창탱크가 구비된 냉난방 장치 및 그 제어 시스템은 팽창탱크(210)의 압력 및 수위 등을 중앙 감시서버(430)와 통합 제 어부(260)을 통해 원격 제어를 통해 관리하도록 하여 산간 지역 등의 팽창탱크(210)가 설치되기 다소 무리인 지역에도 설치가 가능하도록 함으로써, 효율적인 에너지 관리 및 이용을 통한 에너지의 절약이 가능하고, 팽창탱크(210)와 순환 배관라인(206) 사이에 압력 조절 배관라인(205) 및 압력 조절수단(220)을 구비하여 열매체가 순환 배관라인(206)에서 팽창탱크(210)로 공급될 때 발생하는 진동, 충격 등을 최소화하여 팽창탱크(210)의 안전성 증대로 인한 팽창탱크(210)의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 팽창탱크(210) 내부의 압력을 일정 압력으로 유지하기 위한 매개체로 열원시설(202) 등에서 생산되는 고압 증기를 활용함으로써, 팽창탱크(210)의 압력을 유지하기 위한 별도의 구성이 없어도 팽창탱크(210)의 압력을 유지할 수 있으므로 팽창탱크(210)의 설치 비용을 저감할 수 있으며, 열원시설(202) 등에서 발생되는 고압의 증기를 활용할 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 것이다.The air-conditioning and heating system equipped with the hermetic expansion tank configured as described above and the control system of the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 종래 기술에 따른 밀폐식 팽창탱크가 구비된 순환식 냉난방 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도, 1 is a schematic view showing a circulation air-conditioning system having a closed expansion tank according to the prior art,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀폐식 팽창탱크가 구비된 순환식 냉난방 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도,Figure 2 is a schematic view showing a circulating air-conditioning system with a closed expansion tank according to a preferred embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 밀폐식 팽창탱크가 구비된 순환식 냉난방 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도,Figure 3 is a block diagram schematically showing a circulating air-conditioning system having a closed expansion tank according to a preferred embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압력 조절수단를 개략적으로 나타낸 구성도이다.Figure 4 is a schematic view showing a pressure regulating means according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
202: 열원시설 204: 냉난방 장치202: heat source facility 204: air conditioning unit
206: 순환 배관라인 208: 회수라인206: circulation piping line 208: recovery line
210: 팽창탱크 212: 배출라인210: expansion tank 212: discharge line
214: 배출밸브 220: 압력 조절수단214: discharge valve 220: pressure regulating means
240: 보급수 탱크 242: 급수펌프240: supply water tank 242: water supply pump
250: 질소 공급장치 260: 통합 제어부250: nitrogen supply unit 260: integrated control unit
270: 수위 조절 제어부 272: 수위 조절센서270: water level control unit 272: water level control sensor
280: 압력 조절 제어부 282: 압력센서280: pressure regulating control unit 282: pressure sensor
310: 감압밸브 322: 가변밸브310: pressure reducing valve 322: variable valve
330: 수동밸브 350: 순환수 압력센서330: manual valve 350: circulating water pressure sensor
410: 표시부 420: 경고음 발생부410: display unit 420: warning sound generating unit
430: 중앙 감시서버430: central monitoring server
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